江南大学《薄膜光学》2023-2024学年第一学期期末试卷_第1页
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2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题(本大题共20个小题,每小题2分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1、在电学实验中,测量电阻是常见的操作。用伏安法测量一个未知电阻R的阻值,实验中电压表的内阻为RV,电流表的内阻为RA。若采用电流表外接法,测量值会比真实值偏大还是偏小?()A.偏大B.偏小C.相等D.无法确定2、在量子力学中,对于一个微观粒子的波函数,其满足薛定谔方程。以下关于薛定谔方程的求解和应用,哪一项描述是不准确的?()A.薛定谔方程的解可以给出粒子的可能状态B.求解过程通常需要特定的边界条件C.对于复杂的系统,精确求解薛定谔方程往往很困难D.薛定谔方程只适用于非相对论情况3、在电磁学中,位移电流的概念是麦克斯韦方程组的重要组成部分。以下关于位移电流的产生和特点,不正确的是?()A.位移电流是由变化的电场产生的B.位移电流与传导电流一样会产生磁场C.位移电流在真空中也能存在D.位移电流的大小与电容器极板间的电压成正比4、在量子力学的概念中,对于微观粒子的波粒二象性,以下关于粒子的波动性和粒子性表现及相互关系的解释,不正确的是()A.电子在双缝干涉实验中表现出波动性B.微观粒子的位置和动量可以同时精确测定C.粒子的波动性在某些条件下明显,粒子性在另一些条件下明显D.波粒二象性是微观粒子的基本属性5、在热力学中,熵是一个反映系统混乱程度的热力学量。对于一个绝热不可逆过程,系统的熵是如何变化的?()A.不变B.减小C.增大D.可能增大也可能减小6、在刚体力学中,一刚体绕定轴转动,其转动惯量为I,角速度为ω。若对刚体施加一个恒定的合外力矩M,经过一段时间t。以下关于角速度的变化,哪一项表述是不准确的?()A.角速度的增加量为Mt/IB.转动惯量越大,角速度的增加越慢C.合外力矩越大,角速度的变化越快D.角速度的变化与刚体的初始角速度无关7、在光学的折射现象中,当光线从光密介质射向光疏介质时,有可能发生全反射。对于一定的入射角,哪种情况下更容易发生全反射?()A.光密介质的折射率较大B.光疏介质的折射率较大C.入射角较小D.以上都不对8、在电磁学的磁场对电流的作用中,一段通有电流的导线在磁场中受到安培力的作用。当电流方向与磁场方向垂直时,安培力的大小与哪些因素有关?()A.只与电流大小有关B.只与磁场强度有关C.与电流大小和磁场强度都有关D.与电流大小、磁场强度和导线长度都有关9、在研究气体分子运动时,麦克斯韦速率分布函数能够描述气体分子的速率分布情况。对于一定质量的理想气体,温度升高时,分子的最概然速率会如何变化?()A.不变B.增大C.减小D.先增大后减小10、在电学中,一个电阻为R的电阻丝,接在电压为U的电源上,在t时间内产生的热量为Q。若将电阻丝对折后接入同一电源,在相同时间内产生的热量是多少?()A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q11、在原子核物理中,半衰期是描述放射性元素衰变快慢的物理量。某放射性元素的半衰期为T,经过时间2T后,未衰变的原子核数目占原原子核数目的比例是多少?()A.1/2B.1/4C.1/8D.1/1612、在光学的研究中,光的折射现象遵循一定的规律。对于一束光线从空气斜射入水中,入射角为45度,已知水的折射率为1.33,那么折射角大约是多少度?()A.30度B.32度C.35度D.40度13、在磁场对电流的作用中,对于安培力的大小、方向的判断以及磁力矩的计算,以下说法错误的是()A.安培力的大小与电流大小、导线长度和磁感应强度有关B.安培力的方向用左手定则判断C.当载流导线与磁场方向平行时,安培力最大D.磁力矩等于安培力与力臂的乘积14、在相对论力学中,相对论动量和相对论能量的表达式与经典力学有所不同。以下关于相对论动量和能量的关系,不准确的是?()A.相对论能量和相对论动量满足一定的关系式B.当速度远小于光速时,相对论动量和能量近似等于经典力学中的表达式C.相对论能量总是大于相对论动量D.相对论动量和能量的表达式只适用于高速运动的粒子15、在相对论中,长度收缩效应指出运动物体的长度在运动方向上会变短。如果一个物体在相对观察者以0.9c的速度运动时,其在运动方向上的长度变为原来的多少倍?()A.0.1B.0.44C.0.9D.0.516、在热力学的研究中,理想气体经历绝热自由膨胀过程。在此过程中,以下关于气体的温度、压强和熵的变化,哪一项描述是不准确的?()A.温度不变B.压强减小C.熵增加D.熵的变化与气体的体积变化量成正比17、在热力学第三定律中,绝对零度不能达到。如果一个系统的温度接近绝对零度,那么其熵会趋近于什么值?()A.零B.正值C.负值D.无穷大18、在电磁感应中,一个匝数为N的线圈在磁场中转动,产生的感应电动势的大小与以下哪个因素无关?()A.线圈的面积B.磁场的磁感应强度C.线圈转动的角速度D.线圈的电阻19、关于理想气体的状态方程,对于一定质量的理想气体在不同状态下压强、体积和温度的关系,以下说法错误的是()A.当温度不变时,压强与体积成反比B.当体积不变时,压强与温度成正比C.当压强不变时,体积与温度成正比D.状态方程只适用于高温高压的气体20、在电学中,一个电容器充电后与电源断开,然后将两极板间的距离增大,那么电容器的电容、电压和电场强度会如何变化?()A.电容减小,电压增大,电场强度不变B.电容增大,电压减小,电场强度减小C.电容不变,电压不变,电场强度不变D.电容减小,电压不变,电场强度减小二、简答题(本大题共3个小题,共15分)1、(本题5分)在热力学中,解释热力学能的概念和特点?2、(本题5分)阐述在量子力学中波函数的归一化条件,说明其物理意义和在计算概率中的作用。3、(本题5分)在相对论中,洛伦兹变换是描述不同惯性系之间时空坐标变换的重要公式。请推导洛伦兹变换的表达式,解释其物理意义,并举例说明其在相对论速度变换和时空测量中的应用。三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)一质量为m的物体在半径为R的粗糙圆锥面内做圆周运动,动摩擦因数为μ,圆锥顶角为2α。求物体在任意位置时圆锥面对物体的支持力、摩擦力以及物体的速度。2、(本题5分)一个理想气体经历等容过程,压强从P1增加到P2,吸收热量Q。计算气体内能的增加量和对外做功,并分析过程中的熵变。3、(本题5分)在折射率为n₁=1.5的玻璃中,一束光以入射角i=60°射向与空气的分界面(空气折射率n₂=1)。计算折射角和反射光与折射光的强度之比。4、(本题5分)一理想气体经历绝热自由膨胀过程,初态体积为V1,温度为T1,末态体积为V2。计算末态的温度和压强,并说明此过程中内能、熵的变化情况。5、(本题5分)一个质量为M的平板车,静止在光滑水平地面上,车上站着一个质量为m的人,人以相对车的速度v水平向后跳出。已知平板车质量M、人的质量m和

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